Vysvetľujeme, čo je to zotrvačnosť a aké typy existujú. Newtonov princíp zotrvačnosti a každodenné príklady, kde sa prežíva zotrvačnosť.
Čo je to zotrvačnosť?
Volá sa fyzické zotrvačnosť voči odporu, ktorému sa telesá bránia, aby zmenili svoj stav pohybu alebo nehybnosti, buď aby zmenili svoju rýchlosť, smer alebo zastavili; hoci sa tento termín vzťahuje aj na zmeny vášho fyzického stavu.
Takéto teleso vyžaduje silu, ktorá prekoná zotrvačnosť, aby zmenila svoju trajektóriu, ktorá by inak dodržiavala zákony pohyb rovnomerný priamočiary, alebo na začatie pohybu, inak by zostal v pokoji. To, samozrejme, ak vezmeme do úvahy, že neexistuje žiadny absolútny pokoj alebo priamočiary a rovnomerný pohyb vesmír, s výnimkou založených na referenčnom systéme (od pozorovanie). Preto sa uprednostňuje hovoriť o „relatívnom odpočinku“.
Týmto spôsobom sa telo o systém Bude mať väčšiu zotrvačnosť do tej miery, že si vyžaduje sily väčšej intenzity na zmenu stavu pohybu alebo na zmenu fyzického stavu. "Inerciálne sily" sú sily fiktívne, ktoré pozorovateľ vníma v rámci referenčného rámca.
Druhy zotrvačnosti
Vo fyzike sa teda rozlišujú dva typy zotrvačnosti: mechanická a tepelná.
- Mechanická zotrvačnosť. Súvisí s ťažkosťami pri úprave pohybu a nehybnosti, ako sme už vysvetlili. To priamo závisí od množstva omša tela alebo systému a tenzora zotrvačnosti.
- Tepelná zotrvačnosť. Meria obtiažnosť tela alebo systému upraviť ich teplota kontaktom s inými predmetmi alebo priamym zahrievaním. Závisí to od tepelnej kapacity tela alebo systému.
Mechanickú zotrvačnosť však možno ďalej rozdeliť na:
- Dynamická zotrvačnosť. Prezentujú ho telesá v relatívnom pohybe.
- Statická zotrvačnosť. Prezentujú ho telá v relatívnom pokoji.
- Rotačná zotrvačnosť. Predstavujú ho telesá vykazujúce rotačný pohyb.
- Translačná zotrvačnosť. Súvisí s celkovou hmotnosťou telies.
Princíp zotrvačnosti
Princíp zotrvačnosti, známy ako Newtonov prvý zákonuvádza, že telesá budú mať tendenciu zachovať si svoj pokojový stav alebo rovnomerný priamočiary pohyb, kým na ne nepôsobí vonkajšia sila schopná prekonať uvedené výdrž, ktorá sa nazýva, ako už bolo povedané, zotrvačná sila.
Tento princíp fyziky matematicky sformuloval Sir Isaac Newton vo svojej práci Philosophiae naturalis principia mathematica publikované v roku 1687 na základe známeho zákona zotrvačnosti Galilea Galileiho. A jedným z jeho základných pojmov je ekvivalencia medzi stavom pokoja (rýchlosť 0) a priamočiarym a rovnomerným pohybom, pretože v oboch prípadoch, ak nastanú, znamenajú, že na predmetné teleso nepôsobí žiadna vonkajšia sila.
Na druhej strane, ak pozorujeme teleso cestovanie a postupne strácajú rýchlosť, môžeme túto stratu rýchlosti pripísať účinku trecích síl, ktoré prekonávajú jeho zotrvačný princíp.
Príklady zotrvačnosti
Zotrvačnosť je možné overiť a zažiť na mnohých príkladoch. Niektoré môžu byť:
- Bezpečnostný pás. Keď sa vozidlo pohybuje konštantnou rýchlosťou, jeho pasažieri s ním zdieľajú túto rýchlosť. Ak však vodič náhle zastaví vozidlo (alebo sa zrazí s iným vozidlom, ktoré mu bráni pokračovať v jeho trajektórii), cestujúci pocítia tlak zotrvačnosti, ktorý ich núti udržať pohyb, ktorý mali pred zastavením, a vymrští ich dopredu. Vtedy zasiahne bezpečnostný pás, prekoná zotrvačnosť a preruší ich pohyb, čím im zabráni naraziť na čelné sklo.
- Tlačenie ťažkého predmetu. Pri tlačení ťažkého predmetu v pokoji je pociťovaná potreba prekonať zotrvačnosť silou tých, ktorí tlačia. Po porážke sa objekt bude pohybovať ľahšie, pretože bude v pohybe; ale spočiatku sa bude brániť pohybu.
- Rýchlo potiahnite obrus. Pri typickom akte kúzelníkov sa stiahne obrus s predmetmi navrchu, ktoré zotrvačnými silami zostanú na mieste a nepohybujú sa spolu s látkou.
- Brzdenie vlakov. Keď sa vlaky snažia zastaviť na stanici, chvíľu im to trvá, pretože zotrvačnosť, ktorú prinášajú, je taká veľká, že si vyžadujú väčšiu priestor brzdenie.
- Nepálené konštrukcie. Adobe je bežný stavebný materiál, najmä v tých najnebezpečnejších domoch, pretože má veľkú tepelnú zotrvačnosť: odoláva zahrievaniu a udržuje interiér domu chladnejší.